Tekanan pada Zat Cair

Tekanan zat cair bergantung pada kedalaman zat cair yaitu makin dalam, tekanan zat cair makin besar. Hal ini menjadi alasan kenapa saat membuat tanggul atau bendungan tembok bagian bawah dibuat lebih tebal daripada bagian atasnya. Tekanan yang ditimbulkan zat cair juga ditentukan oleh massa jenis zat cair. Semakin besar massa jenis zat cair, makin besar tekanan di dalam zat cair tersebut. Sehingga tekanan yang ditimbulkan oleh air akan lebih besar dibandingkan tekanan yang yang ditimbulkan oleh minyak atau alkohol.

Proses Fisika yang terjadi pada bejana U seperti itu diselidiki oleh Blaise Pascal. Melalui penelitiannya, Pascal berkesimpulan bahwa apabila tekanan diberikan pada fluida yang memenuhi sebuah ruangan tertutup, tekanan tersebut akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah dengan besar yang sama tanpa mengalami pengurangan. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Pascal yang dikemukakan oleh Pascal pada 1653. Berdasarkan hukum pascal ini diperoleh prinsip bahwa dengan gaya yang kecil dapat menghasilkan suatu gaya yang lebih besar.

Air memancar keluar dengan kekuatan sama, jauh pancaran sama, hal ini menunjukkan bahwa tekanan yang dialami air tersebut sama besar. Air yang memancar melalui lubang-lubang itu mendapat tekanan dari itu yang tertekan, tekanan itu diteruskan air ke segala arah dengan sama besar.

Hukum Pascal dapat dirumuskan secara matematik sebagai berikut.

P1 = Tekanan pada penampang 1 (Pascal)
P2 = Tekanan pada penampang 2 (Pascal)
F1 = Gaya yang terjadi pada penampang 1 (N)
F2 = Gaya yang terjadi pada penampang 2 (N)
A1 = Luas penampang 1 (m2)
A2 = Luas penampang 2 (m2)

Satuan gaya F1 maupun F2 harus sama, demikian juga satuan A1 dan A2. Untuk memudahkan ubahlah semua satuan ke dalam Sistem Internasional.

Perhatikan video berikut ini agar kalian lebih dapat memahami materi ini

dan kerjakan LKPD TEKANAN ZAT CAIR berikut.

Hukum Pascal dapat juga terjadi pada aliran darah pada tubuh kita. Aliran darah pada tubuh kita berada dalam suatu ruang tertutup yakni di dalam ruang tertutup. Darah mengalir melalui suatu pembuluh darah. Jika orang yang sehat (normal), pembuluh darah orang yang sehat bersih tanpa ada penghambat. Sehingga orang yang normal aliran tekanan darahnya pun stabil.

Tetapi jika orang yang misalnya terkena penyakit tekanan darah tinggi karena kelebihan kolesterol makan pembuluh darahnya akan lebih menyempit. Sehingga jantung akan bekerja lebih keras dalam memompa lebih keras yang bahkan dapat menyebabkan pecahnya pembuluh darah. Penyebab lain tekanan darah tinggi yang dapat menyempitkan pembuluh darah adalah faktor keturunan, stres, usia, kebiasan merokok, dan minuman beralkohol.

https://prodiipa.wordpress.com/kelas-viii/tekanan-dalam-tubuhku/tekanan-pada-zat-cair/

TEKANAN PADA ZAT CAIR DAN PENERAPANNYA

1 Balasan

TEKANAN PADA ZAT CAIR

Berenang adalah kegiatan yang sangat menyenangkan. Ketika kamu mencoba untuk menyelam ke dasar kolam, semakin dalam kamu menyelam maka kamu akan merasa gaya yang menekan ke tubuhmu semakin besar. Semakin dalam, berat air yang mendorong kita semakin banyak, akibatnya gaya yang diberikan semakin besar sehingga tekanan di dalam air bertambah sesuai kedalamannya. Selain kedalaman, jenis zat cair juga mempengaruhi tekanan hidrostatis. Semakin besar masa jenis suatu zat cair, semakin besar pula tekanan pada kedalaman tertentu. Secara matematis, tekanan zat cair (tekanan hidrostatis) dapat dirumuskan sebagai berikut:

Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa tekanan berbanding lurus dengan massa jenis zat cair dan kedalaman di dalam zat cair. Pada umumnya, tekanan pada kedalaman yang sama dalam zat cair yang serba sama adalah sama. Ayo tonton Video dibawah ini untuk menambah pemahaman mu….!

https://youtu.be/VRZ_uJMVfcc

A. HUKUM TEKANAN HIDROSTATIS
Menurut hukum tekanan hidrostatis “Tekanan hidrostatis yang terletak pada semua titik yang terletak pada suatu bidang datar dalam suatu jenis zat cair yang sama besarnya sama”
Hukum tekanan hidrostatis berlaku jika zat cair dalam keadaan diam (tidak mengalir).
Rumus tekanan hidrostatis
Untuk menghitung besar tekanan hidrostatis dapat di hitung dengan persamaan :
P = ρ g h
Dimana :
P = tekanan hidrostatis (Pa/ N/m2)
ρ = massa zat jenis cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h = kedalaman zat cair (m)
Aplikasi hukum tekanan hidrostatis dalam kehidupan sehari-hari :
1. Berenang
Pada saat berenang semakin dalam kita menyelam maka telinga akan terasa sakit. Hal ini karena semakin dalam kita menyelam maka tekanan hidrostatis juga akan semakin besar.
2. Pembuatan bendungan
Mengapa tukang bangunan membuat dinding bendungan bagian bwawah lebih tebal dari bagian atas ? sesuai konsep tekanan hidrostatis bahwa semakin dalam maka tekanan akan semakin besar. Dinding bendungan bagian bawah dibuat lebih tebal dari bagian atas agar bendungan tidak jebol karena tekanan zat cair terbesar berada pada dasar permukaan zat cair.
3. Pemasangan infus
Sebelum infus dipasang biasanya dilakukan pengukuran tekanan darah pasien. Hal ini dilakukan karena pemasangan infus harus memperhatikan tekanan darah pasien. Dimana tekanan infus harus lebih tinggi dari tekanan darah pasien agar cairan infusmengalir ke dalam tubuh pasien. Jika tekanan darah pasien lebih besar dari tekanan cairan infus maka yang terjadi darah pasien akan mengalir melalui selang infus menuju kantong infus.

B. HUKUM PASCAL

Blaise Pascal mengemukakan hukum Pascal yang berbunyi: “ Tekanan yang diberikan zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar”

Keterangan: F1= gaya pada penampang A1 (N) A1=luas penampang 1 (m2) F2= gaya pada penampang A2 (N) A2=luas penampang 2 (m2) Aplikasi Hukum Pascal Peralatan-peralatan yang menggunakan prinsip kerja Hukum Pascal antara lain dijelaskan sebagai berikut.

a. Dongkrak Hidrolik

Pernahkah kamu melihat orang mengganti ban mobil? Bagian badan mobil yang akan diganti bannya harus diganjal supaya badan mobil tidak miring. Untuk melakukan itu, digunakan dongkrak hidrolik.

Gambar 1 memperlihatkan skema dongkrak hidrolik yang terdiri atas:dua bejana yang berhubungan terbuat dari bahan yang kuat misalnya besipenghisap kecil dan penghisap besar minyak pengisi bejana.Adapun cara kerja dongkrak hidrolik tersebut adalah sebagai berikut. Ketika sebuah gaya F1 diberikan melalui tuas dongkrak untuk menekan penghisap kecil A1, tekanan ini akan diteruskan oleh minyak ke segala arah. Oleh karena dinding bejana terbuat dari bahan yang kuat, gaya ini tidak cukup untuk mengubah bentuk bejana. Satu-satunya jalan, tekanan ini diteruskan oleh minyak ke penghisap besar A2.

Tekanan ini sama dengan tekanan yang diterima pengisap besar A2. (Ingat Hukum Pascal)

b. Rem Hidrolik

Tak terbayangkan jika sistem rem pada mobil tidak menggunakan Hukum Pascal. Pengendara mobil akan memerlukan tenaga besar untuk menghentikan laju mobilnya. Akan tetapi, dengan menerapkan Hukum Pascal pada sistem rem mobil, pengemudi hanya perlu memberikan gaya kecil untuk mengurangi laju kendaraannya. Gaya ini berupa injakan kaki pada pedal rem.

c. Mesin Hidrolik Pengangkat Mobil

Gambar diatas memperlihatkan sebuah mesin hidrolik pengangkat mobil yang digunakan di tempat pencucian mobil. Secara umum, cara kerja mesin hidrolik tersebut sama dengan dongkrak hidrolik. d. Pompa Sepeda Ada dua jenis pompa sepeda, yaitu pompa biasa dan pompa hidrolik. Akan lebih mudah memompa ban sepeda menggunakan pompa hidrolik karena sedikit mengeluarkan tenaga. e. Mesin Pengepres Kapas (Kempa)

Mesin ini digunakan untuk mengepres kapas dari perkebunan sehingga mempunyai ukuran yang cocok untuk disimpan atau didistribusikan. Cara kerja alat ini adalah sebagai berikut. Gaya tekan dihasilkan oleh pompa yang menekan pengisap kecil. Akibat gaya ini, pengisap besar bergerak ke atas dan mendorong kapas. Akibatnya, kapas akan termampatkan.

Materi lebih lanjut bisa dilihat disini..!

Atau di link berikut ini Hukum pascal dan bejana berhubungan

Setelah kamu membaca materi diatas, kini saatnya kamu mengerjakan kuis untuk menguji pemahaman mu…! KLIK DISINI

Hukum Pascal Pada Aliran Darah

Ayo tonton video dibawah ini untuk menambah pemahaman mu..!

https://youtu.be/lnTuefXXsQ0

DIFUSI PADA PERISTIWA RESPIRASI

Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah.Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi.Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Contoh yang sederhana adalah peristiwa respirasi adanya gas yang mengalir dari udara ke paru paru , ke alveolus dan berpidah lagi ke pembuluh darah dan berakhir ke sel. Ayo tonton video dibawah ini untuk menambah pemahaman mu..!

https://youtu.be/Sq_S437rwoU

C. HUKUM ARCHIMEDES

Hukum Archimedes merupakan suatu hukum yang berkaitan dengan prinsip pengapungan di atas benda cair. Hukum ini ditemukan oleh Archimedes, yang merupakan seorang ilmuwan Yunani, yang juga adalah penemu pompa spiral. Pompa yang dikenal dengan istilah sekrup Archimedes ini adalah sebuah penemuan yang berperan dalam menaikan air. Di dalam Hukum Archimedes, berhubungan dengan gaya berat serta gaya ke atas suatu benda ketika dimasukan dalam air.

Bunyi Hukum Archimedes

“Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut”

Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari :

1. KRAN OTOMATIS PADA PENAMPUNGAN AIR

Jika di rumah kita menggunakan mesin pompa air, maka dapat kita lihat bahwa tangki penampungnya harus diletakkan pada ketinggian tertentu. Tujuannya adalah agar diperoleh tekanan besar untuk mengalirkan air. Dalam tangki tersebut terdapat pelampung yang berfungsi sebagai kran otomatis. Kran ini dibuat mengapung di air sehingga ia akan bergerak naik seiring dengan ketinggian air. Ketika air kosong, pelampung akan membuka kran untuk mengalirkan air. Sebaliknya, jika tangki sudah terisi penuh, pelampung akan membuat kran tertutup sehingga secara otomatis kran tertutup

2. KAPAL SELAM

Pada dasarnya prinsip kerja kapal selam dan galangan kapal sama. Jika kapal akan menyelam, maka air laut dimasukkan ke dalam ruang cadangan sehingga berat kapal bertambah. Pengaturan banyak sedikitnya air laut yang dimasukkan, menyebabkan kapal selam dapat menyelam pada kedalaman yang dikehendaki. Jika akan mengapung, maka air laut dikeluarkan dari ruang cadangan. Berdasarkan konsep tekanan hidrostastis, kapal selam mempunyai batasan tertentu dalam menyelam. Jika kapal menyelam terlalu dalam, maka kapal bisa hancur karena tekanan hidrostatisnya terlalu besar.

3. HIDROMETER

Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Alat ini berbentuk tabung yang berisi pemberat dan ruang udara sehingga akan terapung tegak dan stabil seketika. Hidrometer bekerja sesuai dengan prinsip Archimedes.

Semakin besar besar massa jenis zar air, maka akan semakin sedikit bagian hidrometer yang tenggelam. Hidrometer ini banyak dipakai untuk mengetahui besarnya kandungan air dalam susu, bir, atau minuman lain.

Hidrometer ini terbuat dari tabung kaca. Agar tabung kaca tersebut terapung dan tegak dalam zat cair, maka bagian bawahnya diberi butiran timbal yang berfungsi sebagai beban. Diameter bagian bawah tabung dirancang lebih besar dengan tujuan agar volume zat cair yang dipindahkan oleh hidrometer menjadi lebih besar. Dengan begitu, dihasilkanlah gaya ke atas yang lebih besar, dan terapunglah hidrometer dalam zat cair.

Tangkai tabung kaca ini dirancang sedemikian rupa agar perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan dapat menghasilkan perubahan besar pada kedalaman tabung yang tercelup dalam zat cair tersebut. Ini berarti adanya perbedaan bacaan yang terdapat pada skala menjadi lebih jelas.

4. JEMBATAN PONTON

Jembatan ponton adalah kumpulan drum-drum kosong yang berjajar sehingga menyerupai jembatan. Jembatan ponton merupakan jembatan yang dibuat berdasarkan prinsip benda terapung. Drum-drum tersebut harus tertutup rapat sehingga tidak ada air yang masuk ke dalamnya. Jembatan ponton digunakan untuk keperluan darurat. Apabila air pasang, jembatan naik. Jika air surut, maka jembatan turun. Jadi, tinggi rendahnya jembatan ponton mengikuti pasang surutnya air.

5. KAPAL LAUT

Agar kapal laut tidak tenggelam badan kapal harus dibuat berongga. hal ini
bertujuan agar volume air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi lebih besar. Berdasarkan persamaan besarnya gaya apung sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan, sehingga gaya apungnya menjadi sangat besar. Gaya apung inilah yang mampu melawan berat kapal, sehingga kapal tetap dapat mengapung di permukaan laut.

Info lebih lengkap klik link berikut ini: hukum archimedes

D. BEJANA BERHUBUNGAN

HUkum bejana berhubungan yang menyatakan bahwa : “Jika bejana-bejana berhubungan diisi dengan zat cair sejenis dan dalam keadaan diam, permukaan zat cair itu terletak pada satu bidang datar”.

Aplikasi bejana berhubungan dalam kehidupan sehari-hari!

Tukang Bangunan

Tukang bangunan menggunakan konsep bejana berhubungan untuk membuat titik yang sama tingginya. Kedua titik yang sama ketinggiannya ini digunakan untuk membuat garis lurus yang datar. Biasanya, garis ini digunakan sebagai patokan untuk memasang ubin supaya permukaan ubin menjadi rata dan memasang jendela-jendela supaya antara jendela satu dan jendela lainnya sejajar. Tukang bangunan menggunakan slang kecil yang diisi air dan kedua ujungnya diarahkan ke atas. Akan dihasilkan dua permukaan air, yaitu permukaan air kedua ujung slang. Kemudian, seutas benang dibentangkan menghubungkan dua permukaan air pada kedua ujung slang. Dengan cara ini, tukang bangunan akan memperoleh permukaan datar.

Teko Air

Perhatikan teko air di rumahmu. Teko tersebut merupakan sebuah bejana berhubungan. Teko air yang baik harus mempunyai mulut yang lebih tinggi daripada tabung tempat menyimpan air.

Tempat Penampungan Air

Biasanya, setiap rumah mempunyai tempat penampungan air. Tempat penampungan air ini ditempatkan di tempat tinggi misalnya atap rumah. Jika diamati, wadah air yang cukup besar dihubungkan dengan kran tempat keluarnya air menggunakan pipa-pipa. Jika bentuk bejana berhubungan pada penjelasan sebelumnya membentuk huruf U, bejana pada penampungan air ini tidak berbentuk demikian. Hal ini sengaja dirancang demikian karena sistem ini bertujuan untuk mengalirkan air ke tempat yang lebih rendah dengan kekuatan pancaran yang cukup besar.

https://heriantopendidikanipauny.wordpress.com/2015/03/29/tekanan-pada-zat-cair-dan-penerapannya/

Tekanan Pada Zat Cair

SEBELUM MEMBACA DIHARAPKAN UNTUK ABSEN TERLEBIH DAHULU

Tekanan Hidrostatis.

Bila kalian mengambil air pada botol mineral dan botolnya di beri bolongan pada sisinya secara berurutan dari atas kebawah maka yang akan terjadi seperti ilustrasi dibawah ini coba kalian perhatikan….

air yang paling atas jarak jatuhnya lebih dekat ke botol sedangkan air yang paling bawah jarak jatunya paling jauh dari botol.

ini berarti semakin dekat permukaan air semakin rendah tekanannya sedangkan semakin jauh dari permukaan air semakinbesar tekanannya

karena semakin besar tekanan dibawah maka para pembuat tanggul atau waduk membuat dasar tanggul melebar sehingga tidak mudah dijebol air.

jika telah paham…. kita lanjut ke teory rumus…. (eit…. jangan nyerah dulu ok…)

konsentrasi:

jika kalian lihat ikan berada di kolam dengan ketinggian air 100 cm dan ikan 15 cm dari dasar kolam. maka untuk mengetahui tekanan hidrostatisnya bukan dari dasar kolam (15 cm) melainkan dari permukaan air, yakni permukaan air (100 cm) dikurangi jarak dari ikan ke dasar kolam (15 cm). Dan juga dipengaruhi gaya gravitasi (g) bumi dari atas ke bawah yang menekan air dan juga massa jenis (ρ) air yang mempengaruhinya.

kalau begitu rumusnya menjadi:

dimana:

P = tekanan hidrostatis (N/m²)

ρ = massa jenis zat cair (kg/m³)

g = gravitasi bumi (m/s²)

h = jarak benda dari permukaan zat cait (m)

Contoh soal:

berapakah tekanan hidrostatisnya ikan pada gambar diatas? jika massa jenis air = 1 gr/cm³ dan gravitasi bumi = 10 m/s²
Penyelesaian:
Diketahui:
jarak ikan dari permukaan ke = h = 100 cm – 15 cm = 85 cm = 0,85 m

massa jenis air = ρ = 1 gr/cm³ = 1000 kg/m³
gravitasi bumi = g = 10 m/s²

Jawab:
P = ρ x g x h
= 1000 Kg/m³ x 10 m/s² x 0,85 cm
= 8500 Pa

OK mudah bukan……..

HUKUM PASCAL

Kalian sudah mengenal hukum hidyrostatos yakni tekanan air yang terjadi pada air itu sendiri.

nah… sekarang bagaimana dengan hukum pascal…. ok kita mulai….

pasti kalian pernah melihat:

pistol air mainan

atau pompa hidrolik pada cucian mobil

semua contoh diatas dari hukum Pascal.

bunyi hukum pascal:
tekanan zat cair dalam ruang
tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata

Prinsip kerja hukum pascal: ada dua tabung yang berhubungan namun mempunyai diameter yang berbeda atau penampang yang satu lebih besar dari penampang yang lain tetapi masih berhubungan, biasanya tabung yang berhubungan disebut juga bejana berhubungan Seperti ilustaris di bawah ini:

Biar kalian tambah ngerti dari gambar diatas…..

perhatikan bejana berhubungan itu

warna ornge muda = penutup bejana supaya air tidak keluar

warna orenge = zat cair

yang harus diperhatikan luas penampang A1 < A2
dikarenakan ke dua tabung bejana tertutup, dan apabila tabung yang kecil di tekan maka penutup tabung yang besar keatas terdorong oleh zat cair. pada saat tabung kecil ditekan (F1) maka tekanan pada zat cair di tabung besar maupun di tabung kecil tetap sama.

ok biar lebih jelas lihat dibawah ini:

BEJANA BERHUBUNGAN

Pernahkah kalian memperhatikan gelas yang berisi air?

atau memperhatikan teko air yang berisi air?

mungkin ada baiknya kalian coba dirumah, yakni ambil selang yang transparan lalu isi dengan air sampai penuh, tutup kedua ujung agar air tidak keluar. kemudian ratakan kedua ujungnya dan lepas kedua lubang yang ditutup tadi perhatikan airnya maka terlihat air sama rata. coba tempelkan di tembok dengan memegangnya, lalu naik dan turunkan. kalau dinaikkan maka airnya tumpah di ujung selang yang rendah dan begitu pula jika diturunkan. nah itu perinsip kerja bejana berhubungan.

contoh gambarnya…

perhatikan gambar di atas terutama isi zat cairnya, walaupun bentuknya berbeda-beda zat cair yang didalamnya tetap sama tingginya

Bejana berhubungan sering dipergunakan oleh tukan kayu untuk membuat langit-langit rumah agar ujung di empat sudutnya sama rata.

Contoh bejana berhubungan dalam kehidupan sehari-hari

1. teko air / cerek

Teko atau cerek dipergunakan untuk memudahkan kalian menumpahkan air dan kalian dapat menatur keluarnya air, hal ini karena air didalam cerek selalu rata.

2. penyifat datar

HUKUM ARCHIMEDES

Sobat…. pasti bertanya tanya apa itu Hukum Archimedes…

untuk lebih faham coba simak yang dibawah ini..

kalian kan pernah berenang, terus berenangnya bareng teman, nah pada saat berenang ada yang minta di gendong… dari belakang…

ternyata walaupun badannya besar kalian tetap bisa menggendongnya dengan mudah…. nah ini juga yang dialami oleh mas archimedes (haa… ha… Sttt… tapi dai bukan orang jawa lho tapi dia orang italia). ok kita lanjut….

menurut nya, ringannya berat itu disebabkan air ikut mbantuin ngangkat…

jadinya enteng deh….

lihat ilustrasi dibawah ini:

percobaan archimedes

air yang terbuang sebanyak berat yang terangkat keatas yakni

berat benda sebesar 7 lb sebelum di masukan kedalam air ternyata setelah dimasukan kedalam air benda itu berkurang 3lb.Dari mana tahunya dari air yang tumpah dari bejan setelah di timbang ternyat seberat 3lb juga.

nah faham kan sekarang:

selanjutnya bisa gak itu direkayasa biar jadi tenggelam, melayang dan terapung?

ternyata bisa.. menurutnya dengan cara di kurangi massa jenisnya

contohnya ilustrasi dibawah ini

Pengurangan massa jenis

telur digambar paling kiri tenggelam berarti massa jenisnya lebih besar dari massa jenis air (ρtelur > ρair)
telur digambar tengah melayang berarti massa jenisnya sama dengan air (ρtelur = ρair)
telur di gambar kanan terapung berarti massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis air (ρtelur < ρair)